驅(qū)動裝置、成像設(shè)備和潤滑脂組合物的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本申請要求于2014年5月29日在日本提交的日本專利申請?zhí)?014-111485和于 2015年3月9日在日本提交的日本專利申請?zhí)?015-045785的優(yōu)先權(quán)并且通過引用將其全 部內(nèi)容并入。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及使用潤滑脂組合物的驅(qū)動裝置和成像設(shè)備，W及用于驅(qū)動裝置和成像 設(shè)備的潤滑脂組合物。
【背景技術(shù)】
[0004] 利用電子照相過程的成像設(shè)備使用用于例如圖像讀取過程、成像過程、轉(zhuǎn)印過程 和紙張傳送過程的機(jī)構(gòu)中的許多驅(qū)動裝置。常規(guī)的成像設(shè)備是大尺寸的并且作為精密設(shè)備 操縱。因而，成像設(shè)備經(jīng)常安裝在遠(yuǎn)離在辦公室中實(shí)行辦公操作的人的地方，例如為設(shè)備提 供的專用空間。因而，在成像過程期間由送些成像設(shè)備產(chǎn)生的聲音不是嚴(yán)重問題。事實(shí)上， 由所產(chǎn)生的聲音檢查形成圖像的開始并且由聲音的停止確認(rèn)形成圖像的結(jié)束。
[0005] 近年來隨著成像設(shè)備小型化的進(jìn)展，成像設(shè)備就安裝在鄰近用戶的位置例如在使 用者的辦公桌或側(cè)桌上的情形已經(jīng)增加。多個(gè)用戶經(jīng)常使用用戶的個(gè)人計(jì)算機(jī)通過局域網(wǎng) (LAN)訪問成像設(shè)備W指示成像設(shè)備形成圖像。結(jié)果，成像設(shè)備的運(yùn)行速率趨于增加。曾經(jīng) 不是嚴(yán)重問題的由成像設(shè)備產(chǎn)生的聲音對于鄰近安裝成像設(shè)備的位置的用戶經(jīng)常是難W 忍受的。另外，現(xiàn)在辦公室是安靜的。因而，從成像設(shè)備產(chǎn)生的聲音變得更加引人注意。
[0006] 大多數(shù)來自成像設(shè)備的聲音的產(chǎn)生來源是W上所述的驅(qū)動裝置。驅(qū)動裝置通過經(jīng) 由例如齒輪和皮帶傳輸來自驅(qū)動源例如電動機(jī)的動能至目標(biāo)W驅(qū)動目標(biāo)。每個(gè)成像設(shè)備包 括許多驅(qū)動裝置。特別地，齒輪是用于傳輸驅(qū)動源動能的非常重要的部件。送種驅(qū)動裝置 通常設(shè)置有許多齒輪。由于例如在喃合齒輪的齒面之間的摩擦、在滑動軸承和齒輪固定至 的軸之間的摩擦W及在固定不轉(zhuǎn)動的軸和在軸上轉(zhuǎn)動的齒輪之間的摩擦，從驅(qū)動裝置產(chǎn)生 聲音。
[0007] 作為降低由在齒輪的齒面之間的摩擦產(chǎn)生的噪音的實(shí)例成像設(shè)備，在日本專利申 請?zhí)亻_號2010-083658和日本專利申請?zhí)亻_號2003-312868中的成像設(shè)備已經(jīng)開發(fā)了通過 施加在齒輪的齒面上的潤滑脂組合物降低噪音。在日本專利申請?zhí)亻_號2001-228660中， 公開驅(qū)動裝置，其使用具有槽的齒輪W容納潤滑脂組合物用于防止?jié)櫥M合物從齒面脫 落。作為實(shí)例，例如W上所述的成像設(shè)備和驅(qū)動裝置，通常地，主要在齒輪的齒面上施加用 于降低噪音的潤滑脂組合物已經(jīng)是慣例。認(rèn)為含有固體潤滑劑一例如聚四氣己帰、二硫 化鋼、石墨或氯尿酸Η聚氯胺一的稍硬的潤滑脂組合物具有降低噪音的較高效果。送種 潤滑脂組合物防止撞擊聲由齒輪之間的直接接觸產(chǎn)生，并且減少齒輪之間的摩擦和磨損， 從而使得能夠維持齒輪的平滑轉(zhuǎn)動。使用稍硬的潤滑脂組合物特別是具有低黏稠度的潤滑 脂組合物的原因是過軟的潤滑脂組合物在驅(qū)動裝置的運(yùn)行期間由于離必力可從齒面脫落。 常規(guī)地，認(rèn)為來自驅(qū)動裝置的噪音主要從齒輪的齒面產(chǎn)生，并且軸和在穿過齒輪的孔的軸 的外圍表面上轉(zhuǎn)動的齒輪之間產(chǎn)生的噪音是不值得考慮的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明人已經(jīng)進(jìn)行研究W有效地進(jìn)一步降低從驅(qū)動裝置產(chǎn)生的噪音，并且發(fā)現(xiàn)防 止軸和在穿過齒輪的孔的軸的外圍表面上轉(zhuǎn)動的齒輪之間產(chǎn)生的噪音是非常重要的。一般 地，在穿過齒輪的孔的軸的外圍表面上轉(zhuǎn)動的齒輪通常是大的。發(fā)現(xiàn)當(dāng)送種大齒輪不能平 滑地轉(zhuǎn)動時(shí)，與該齒輪喃合的其他齒輪也不規(guī)則地轉(zhuǎn)動，并且轉(zhuǎn)動的不規(guī)則性傳播到其他 齒輪造成來自作為整體的驅(qū)動裝置的大噪音。
[0009] 不能在軸的外圍表面上平滑地轉(zhuǎn)動的齒輪縮短了齒輪的運(yùn)行壽命。具體地，在軸 的外圍表面上轉(zhuǎn)動的齒輪通常地經(jīng)常由塑料材料制成，送是因?yàn)樗芰喜牧峡蓪?shí)現(xiàn)例如降低 重量、容易維修部件W及降低成本。當(dāng)穿過齒輪的孔的軸由金屬材料制成時(shí)，在軸的外圍表 面上不穩(wěn)地轉(zhuǎn)動的齒輪的內(nèi)圓周表面容易磨損或損壞。隨著齒輪的孔的內(nèi)圓周表面的磨損 或損壞程度的增加，齒輪進(jìn)一步不穩(wěn)地轉(zhuǎn)動，從而引起大噪音。結(jié)果，在其運(yùn)行壽命結(jié)束之 前，需要在早期階段更換齒輪。
[0010] 本發(fā)明人已經(jīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)W通過在軸和在軸的外圍表面上轉(zhuǎn)動的齒輪的孔的內(nèi)圓 周表面之間提供潤滑脂組合物W減小齒輪的內(nèi)圓周表面的磨損，其中軸處在軸穿過齒輪的 孔的狀態(tài)。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)含有如W上所述混合的固體潤滑劑的潤滑脂組合物對在齒輪 的孔和穿過該孔的軸之間的摩擦幾乎沒有提供效果，并且事實(shí)上一些潤滑脂組合物經(jīng)常惡 化噪音。當(dāng)將它們施加在齒輪的齒面上時(shí)，大多數(shù)惡化噪音的潤滑脂組合物降低噪音。送種 潤滑脂組合物經(jīng)常惡化噪音的原因是由于齒輪的孔的內(nèi)圓周表面和穿過該孔的軸之間的 小間隙，大尺寸的固體潤滑劑被捕獲到齒輪的孔的內(nèi)圓周表面或軸，從而阻礙齒輪的轉(zhuǎn)動。
[0011] 在成型之后由塑料材料制成的齒輪在尺寸精度上不如由金屬材料（包括合金）制 成的齒輪。因而，減小齒輪的孔的內(nèi)圓周表面和穿過該孔的軸之間的間隙的尺寸變化是困 難的。因而潤滑脂組合物中含有的具有相對大尺寸的固體潤滑劑容易捕獲到齒輪的孔的內(nèi) 圓周表面或軸，從而阻礙齒輪的轉(zhuǎn)動。結(jié)果，產(chǎn)生噪音。
[0012] 本發(fā)明的目標(biāo)是提供驅(qū)動裝置、成像設(shè)備和潤滑脂組合物，該潤滑脂組合物可W 防止噪音的發(fā)生同時(shí)維持在穿過齒輪的孔的軸的外圍表面上轉(zhuǎn)動的齒輪的平滑轉(zhuǎn)動。
[0013] 根據(jù)實(shí)施方式，驅(qū)動裝置包括具有孔的齒輪；穿過孔的軸；和容納在軸和孔的內(nèi) 圓周表面之間的間隙中的潤滑脂組合物。齒輪在軸的外圍表面上轉(zhuǎn)動。齒輪和軸的至少一 個(gè)是由樹脂制成的。間隙在10至lioum的范圍內(nèi)。潤滑脂組合物含有姪基礎(chǔ)油和用作增 稠劑的裡皂。姪基礎(chǔ)油與裡皂的重量比在94. 5:5. 5至96. 0:4. 0的范圍內(nèi)。潤滑脂組合物 的黏稠度在360至400的范圍內(nèi)。
[0014] 當(dāng)連同附圖考慮時(shí)，通過閱讀本發(fā)明目前優(yōu)選實(shí)施方式的W下詳細(xì)描述將更好地 理解本發(fā)明的W上和其他目標(biāo)、特征、優(yōu)勢W及技術(shù)和產(chǎn)業(yè)意義。
【附圖說明】
[0015] 圖1是圖解在實(shí)驗(yàn)中使用的用于測試的驅(qū)動裝置的示意性結(jié)構(gòu)圖；
[0016] 圖2是圖解根據(jù)實(shí)施方式的驅(qū)動裝置的主要部件的主結(jié)構(gòu)圖；
[0017]圖3是圖解根據(jù)實(shí)施方式的成像設(shè)備的示意性結(jié)構(gòu)圖；
[001引圖4是圖解用于測量摩擦系數(shù)的裝置的示意性結(jié)構(gòu)圖；
[0019] 圖5是圖解第一測試中潤滑脂類型、摩擦系數(shù)和摩擦周期數(shù)之間關(guān)系的圖表；
[0020] 圖6是圖解第二測試中潤滑脂類型、摩擦系數(shù)和摩擦周期數(shù)之間關(guān)系的圖表；
[0021] 圖7是圖解第Η測試中潤滑脂類型、摩擦系數(shù)和摩擦周期數(shù)之間關(guān)系的圖表；和
[0022] 圖8是圖解第四測試中潤滑脂類型、油分離度和運(yùn)行時(shí)間之間關(guān)系的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0023]W下描述了根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動裝置和成像設(shè)備的實(shí)施方式。
[0024] 首先，描述了由本發(fā)明人實(shí)施的實(shí)驗(yàn)。本發(fā)明人已經(jīng)檢查了齒輪的孔和穿過該孔 的軸之間的關(guān)系W進(jìn)行關(guān)于如何適當(dāng)?shù)鼐S持在穿過齒輪的孔的軸的外圍表面上轉(zhuǎn)動的齒 輪的平滑轉(zhuǎn)動的研究。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)齒輪的孔的內(nèi)圓周表面和穿過該孔的軸之間的摩擦理想地 是處于流體摩擦狀態(tài)，并且在齒輪的孔的內(nèi)圓周表面和穿過該孔的軸之間在長時(shí)間段內(nèi)穩(wěn) 定地提供潤滑脂組合物是重要的。也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)將相對硬的潤滑脂組合物施加在齒輪的孔 的內(nèi)圓周表面和穿過該孔的軸之間時(shí)，在其間產(chǎn)生極小的縫隙，從而使得難W維持齒輪的 平滑轉(zhuǎn)動。還已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)施加相對軟的潤滑脂組合物時(shí)，在施加之后潤滑脂組合物立即存 在于齒輪的孔的內(nèi)圓周表面和穿過該孔的軸之間，但是經(jīng)過長時(shí)間段之后在其間產(chǎn)生極小 的縫隙。送使得難W維持齒輪的平滑轉(zhuǎn)動。產(chǎn)生極小的縫隙的原因是在軸的外圍表面上的 齒輪的轉(zhuǎn)動加快了軟的潤滑脂組合物的流出。
[0025] 本發(fā)明人進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。
[0026] 潤滑脂組合物1由W下配方制備：
[0027] 具有24mm2/s粘度的合成油：按重量計(jì)74%
[002引裡皂；按重量計(jì)9%
[0029] 聚四氣己帰（PT陽）；按重量計(jì)5%
[0030] 二硫化鋼：按重量計(jì)4 %
[0031] 氯尿酸Η聚氯胺：按重量計(jì)8%
[0032] 潤滑脂組合物1的黏稠度（由日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JIS)K2220確定）是300。
[0033] 潤滑脂組合物2由W下配方制備：
[0034] 具有12mm2/s粘度的合成油：按重量計(jì)90%
[0035] 裡皂；按重量計(jì)3. 8%
[0036] 苯己帰添加劑：按重量計(jì)6.2%
[0037] 潤滑脂組合物2的黏稠度是370。
[0038] 圖1是圖解用于實(shí)驗(yàn)的測試驅(qū)動裝置920的示意性結(jié)構(gòu)圖。在測試驅(qū)動裝置920 中，將滑動軸承904提供至第一側(cè)板909和第二側(cè)板910的每個(gè)。將第二齒輪908固定到 穿過兩個(gè)滑動軸承904的軸903。在第一側(cè)板909和第二側(cè)板910之間延伸的固定的軸913 不可轉(zhuǎn)動地固定在其上。具有通孔的第一齒輪911安裝在固定的軸913上。固定的軸913 可轉(zhuǎn)動地支撐第一齒輪911。第一齒輪911具有驅(qū)動齒輪部分911a和從動齒輪部分91化， 其二者都圍繞相同的軸線轉(zhuǎn)動并整體地形成。
[0039] 將待驅(qū)動的目標(biāo)914固定至由滑動軸承904可轉(zhuǎn)動地支撐的軸903的一端。電動 機(jī)齒輪902與第一齒輪911的驅(qū)動齒輪部分911a喃合。通過第一齒輪911、第二齒輪908 和軸903將電動機(jī)齒輪902的轉(zhuǎn)動驅(qū)動力傳輸?shù)酱或?qū)動的目標(biāo)914。
[0040] 表1中闡明了試驗(yàn)驅(qū)動裝置920的單個(gè)元件的規(guī)格。
[0041]
[004引 P0M ;聚甲醒，被稱為聚縮醒樹脂
[0043] 在測試驅(qū)動裝置920中，測量了第一齒輪911和穿過第一齒輪911的通孔的固定 的軸913之間的間隙。具體地，在整個(gè)圓周上測量了第一齒輪911的通孔的直徑，并且獲得 了其最大值和最小值。在軸的整個(gè)圓周上測量了固定的軸913的直徑，并且獲得了其最大 值和最小值。接著，作為從第一齒輪911的孔徑的最大值減去固定的軸913直徑的最小值 的結(jié)果獲得間隙最大值。作為從第一齒輪911孔徑的最小值減去固定的軸913的直徑的最 大值的結(jié)果獲得間隙最小值。最大值和最小值都W微米單位獲得，并且四舍五入小數(shù)點(diǎn)后 第一位。送兩個(gè)值的結(jié)果彼此一致，即，40[um]。在W下所述的其他實(shí)驗(yàn)中，W相同的方式